метастабильность Опции

[_andrew_]

Вопрос
Есть ли ссылки у кого по метастабильности(в идеале на русском)
и как с этим бороться

Проблема в следующем. у меня на входе 3 частоты, сморел осцилографом, вроде нормальные красивые
50Мгц 27Гц и еще строковая(не помню скока).
плис Spartan3
так вот через какое то время кадр сползает(верхний кадр внизу и наоборот, НО не по пол кадра, так треть к примеру и две трети). Сползаем сразу а не в процессе, а потом работаем стабильно с перевернутым кадром.
в общем мысль приходит грушить только на частоту.
есть ли еще какие нибудь "методы борьбы с частотами"?

[makc]

Вопрос
Есть ли ссылки у кого по метастабильности(в идеале на русском)
и как с этим бороться

Метастабильность - это состояние триггера, в котором может находиться после нарушения его временных параметров (времени предварительной установки, удержания и т.п.). Бороться нужно с помощью специальных схем - синхронизаторов. Читать здесь - http://www.sunburst-design.com/papers/

Проблема в следующем. у меня на входе 3 частоты, сморел осцилографом, вроде нормальные красивые
50Мгц 27Гц и еще строковая(не помню скока).
плис Spartan3
так вот через какое то время кадр сползает(верхний кадр внизу и наоборот, НО не по пол кадра, так треть к примеру и две трети). Сползаем сразу а не в процессе, а потом работаем стабильно с перевернутым кадром.
в общем мысль приходит грушить только на частоту.
есть ли еще какие нибудь "методы борьбы с частотами"?

Судя по всему у Вас возникает проблема рассинхронизации частот. Т.е. разность фаз между тактовыми сигналами "плывет" и со временем это приводит к наблюдаемым Вами эффектам. Что касается борьбы с этим - многое зависит от схемы, в которой это происходит. Без подробного описания что-то конкретное посоветовать сложно.

[v_mirgorodsky]

Больше всего о метастабильности мне понравилось у Ховарда Джонсона. Он предлагает моделировать триггер как входной конденсатор и усилитель. В то время, когда триггер чувствителен к входному сигналу входной сигнал "заряжает" этот конденсатор. Если времени было недостаточно, то триггер в конце концов "сползет" к одному из известных состояний, однако это может занять сравнительно длительное время. Таким образом триггер будет находиться в метастабильном состоянии тем дольше, чем дальше от фиксированных значений находится его условный входной "конденсатор".

Это объясняет повышение вероятности метастабильных состояний с ростом частоты и необходимость установки более чем одного триггера в синхронизирующую цепочку при определенных частотах.

Касательно вашей проблемы - вероятнее всего у вас ошибка в логике. Потому как метастабильность имеет случайный характер, а у вас проявление сбоя всегда одинаково.

[sazh]

///////Таким образом триггер будет находиться в метастабильном состоянии тем дольше, чем дальше от фиксированных значений находится его условный входной "конденсатор".////
Тогда вопрос. Если после этого поставить еще один входной " конденсатор", почему он сразу сползает туда куда нужно?

[_andrew_]

Больше всего о метастабильности мне понравилось у Ховарда Джонсона.

а есть ссылка?

Касательно вашей проблемы - вероятнее всего у вас ошибка в логике. Потому как метастабильность имеет случайный характер, а у вас проявление сбоя всегда одинаково.

Ошибка оказалась проще во время инициализации сенсора, в результате чего он выдавал ерунду иногда(хотя не факт, пока проблема исчезла но может и вернуться), хотя я немного и поучаствовал в ошибке инициализации со стороны FPGA...

[v_mirgorodsky]

///////Таким образом триггер будет находиться в метастабильном состоянии тем дольше, чем дальше от фиксированных значений находится его условный входной "конденсатор".////
Тогда вопрос. Если после этого поставить еще один входной " конденсатор", почему он сразу сползает туда куда нужно?

Просто он будет иметь больше времени для разрешения метастабильности. Потому на высоких частотах и ставят три и более триггеров в синхронизационную цепочку. Более того, триггера должны быть без дополнительной логики управления и расположены как можно ближе друг к другу. Количество триггеров в цепочке и MTBF определяются по специальным формулам, которые на практике использовать лень потому, если частота работы триггера далека от теоретически максимальной, то в большинстве случаев двух триггеров в цепочке достаточно.

В ASIC есть специальные ячейки у которых второй триггер имеет очень высокий коеффициент усиления входного каскада. Таким образом разрешая метастабильность более еффективно, нежели стандартные триггера в FPGA.

[Mad Makc]

Когда я слышу слово метастабильность, я хватаюсь за ручку своего пистолета
А всё почему?Да потому что в 50% того,что мене говорили "у меня метастабильнось" оказывалось работой тригера на разваленном входным фронтом.Лечилось уменьшением частоты стробирования.
Вторая половина случаев- реальная метастабильность.В течение 1 или 2 дней. К исходу второго дня находилась схемотехническая ошибка и "метастабильность" пропадала
З.ы. сам с метастабильность ещё ни разу не встречался.Может потому что на входах по 2 тригера подряд ставлю....

[irum4]

Когда я слышу слово метастабильность, я хватаюсь за ручку своего пистолета
А всё почему?Да потому что в 50% того,что мене говорили "у меня метастабильнось" оказывалось работой тригера на разваленном входным фронтом.Лечилось уменьшением частоты стробирования.
Вторая половина случаев- реальная метастабильность.В течение 1 или 2 дней. К исходу второго дня находилась схемотехническая ошибка и "метастабильность" пропадала
З.ы. сам с метастабильность ещё ни разу не встречался.Может потому что на входах по 2 тригера подряд ставлю....

А у меня было. Как вспомню, так вздрогну. ttp://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=9087&st=0
Заодно и ссылка http://www.platan.ru/shem/pdf/st13-14.pdf

[sazh]

To irum4
Спасибо за .pdf. Впервые за 3 года прочитал что то внятное по поводу метастабильности.

[Маххх]

Доброе время суток!!!!

Небольшой вопросик также по поводу метастабильности! ..Выпала такая задачка организовать самый что не наесть приславутый синхронизатор, т.е на его входы подаём асинхронный сигнал и клок, что самое интересно всё работает замечательно и отрабатывает как надо, но тут умные люди ткнули в одну теоремку под названием "General theory of metastable operation" от L.R. Marino (теорема о невозможности реализации надежного синхронизатора), могу показать файлик кому интересно, и там чёрным по белому написано, что если входные сигналы в систему приходят асинхронно, то метастатики не избежать!...ДА неужто я тут опровег эту теорему!? laughing.gif

[SM]

Да щаз, опровергли. Если система отработала допустим год, и не было ни одного случая метастабильности за это время, то это вовсе не гарантирует, что это не случится в следующем году .

[Маххх]

..т.е ет мне ток мне повезло что в проведённых экспериментах ничего не выявилось и в зависимости от используемых микросхем получим прост разные вероятности их появления??(..да и вообще каким образом тогда можно уменьшить эту вероятность..или возможно её вообще исключить??

Сообщение отредактировал Маххх - May 27 2009, 18:16

[SM]

..т.е ет мне ток мне повезло что в проведённых экспериментах ничего не выявилось и в зависимости от используемых микросхем получим прост разные вероятности их появления??(..да и вообще каким образом тогда можно уменьшить эту вероятность..или возможно её вообще исключить??

Да. Повезло. Исключить вообще - если априори сигналы асинхронны и поступают на триггеры - никак. Понизить вероятность - ставить больше триггеров в цепочку один за одним. Если есть раздолье в схемотехнике - то например сформировать триггер с выходной защелкой с триггером шмитта. Он серьезно укоротит продолжительность метастабильного состояния. Или сделать отдельную аналоговую схему, выделяющую те моменты, когда фронты пришли с нарушением Tsu/Th, и сообщающую об этом.

[Sefo]

"General theory of metastable operation" от L.R. Marino (теорема о невозможности реализации надежного синхронизатора), могу показать файлик кому интересно

Зверски интересно.

В последнее время проблема асинхронных сигналов появляется чуть ли не в каждой теме. Для практических нужд достаточно почитать документы вроде этих an042.pdf и xapp094.pdf. (ссылки позаимствованы из сообщений Михаил_K и des00) Откуда следует, что при определенных условиях для практических нужд можно пренебречь вероятностью ошибки из-за распространения метастабильного состояния дальше второго синхронизирующего триггера.

[masics]

Доброе время суток!!!!

Небольшой вопросик также по поводу метастабильности! ..Выпала такая задачка организовать самый что не наесть приславутый синхронизатор, т.е на его входы подаём асинхронный сигнал и клок, что самое интересно всё работает замечательно и отрабатывает как надо, но тут умные люди ткнули в одну теоремку под названием "General theory of metastable operation" от L.R. Marino (теорема о невозможности реализации надежного синхронизатора), могу показать файлик кому интересно, и там чёрным по белому написано, что если входные сигналы в систему приходят асинхронно, то метастатики не избежать!...ДА неужто я тут опровег эту теорему!?

Конечно будет. но только на первом флип-флопе. Второй-то работает на том-же клоке что и первый. А выход из синхронайзера - это второй флип-флоп.